СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗИМНЕГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1999 года по МПК C10G69/02 C10L1/18 C10L1/08 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам получения зимних дизельных топлив из продуктов прямой перегонки нефти.

В настоящее время производство низкозастывающих дизельных топлив не превышает 12% от общей выработки топлив, в результате чего фактически потребность в зимних сортах дизельных топлив удовлетворяется лишь до 40%. Основное количество зимнего дизельного топлива (39% от его производства) вырабатывается по ГОСТ 305-82 путем снижения температуры конца кипения летнего дизельного топлива, что приводит к уменьшению его ресурсов.

Для применения в районах умеренного климата наряду с ГОСТ 305-82 разработано зимнее дизельное топливо, вырабатываемое по ТУ 38.401-58-36 с депрессорной присадкой (топливо марки ДЗп).

Это топливо рекомендуется для эксплуатации дизелей в зимний период при температуре окружающего воздуха не ниже минус 25^oC.

Способ производства зимнего дизельного топлива на предприятиях отрасли заключается в следующем.

Нефть подвергают перегонке на установке AT или АВТ с выделением фракции керосина (120-240^oC стриппинг К-3/1, легкой дизельной фракции (200-320^oC), стриппинг К-3/2 и тяжелой (240-360^oC) стриппинг К-3/З. Часть смеси стриппингов К-3/2 и К-3/3 подвергают гидроочистке.

Зимнее дизельное топливо по ГОСТ 305-82 с температурой застывания минус 35^oC и помутнения минус 25^oC вырабатывают путем компаундирования фракций со стриппингов К-3/1 и К-3/2. При этом конец кипения фракции стриппинга К-3/2 не превышает 320^oC. При выработке малосернистого дизельного топлива фракции подвергаются гидроочистке (Топливо, смазочные материалы технические жидкости. /Справочник. М.: Химия, 1989, с. 65).

Ресурсы зимнего дизельного топлива в значительной степени зависят от использования в его составе не менее дефицитного реактивного топлива (стриппинг К-3/1).

При этом спрос на него все время возрастает.

В связи с этим немаловажным является разработка способа получения зимнего дизельного топлива с минимальным использованием в его составе фракций, применяемых для реактивной техники.

Известен способ получения дизельного топлива путем фракционирования нефти на атмосферно-вакуумной установке прямой перегонки нефти с выделением фракции керосина 120-24000 (стриппинг К-3/1), фракции 200-300^oC (стриппинг К-3/2) и фракции 260-360^oC (стриппинг К-3/3). Фракции 200-300^oC и 260-360^oC смешивают в балансовом соотношении. 20% этой фракции направляют на установку вторичной перегонки с выделением фракции 200-320^oC с последующей ее гидроочисткой в известных условиях на цеолитсодержащем катализаторе ГКД-202П при давлении 25 атм, температуре 370^oC и объемной скорости подачи сырья 2,5 час^-1. Далее гидроочищенную фракцию подвергают цеолитной депарафинизации (процесс "Парекс") с получением денормализата. Компаундирование фракции 180-360^oC, 120-240^oC (керосина) и денормализата производят в соотношении 25: 30:45%.

В базовое топливо вводят депрессорную присадку, представляющую собой продукт радикальной сополимеризации алкилметакрилата с винилацетатом в количестве 0,2%. Получающееся дизельное топливо имеет предельную температуру фильтруемости до минус 40^oC и температуру застывания минус 50^oC.

При более высоких концентрациях фракции 180-360^oC присадка практически не влияет на низкотемпературные свойства дизельного топлива. Таким образом, данный способ зимнего дизельного топлива предусматривает вовлечение не менее 30% дефицитного керосина и до 45% дорогостоящего денормализата (Химия и технология топлив и масел. 1986, N 5, с. 2-4).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения зимнего дизельного топлива путем фракционирования нефти на атмосферно-вакуумной установке прямой перегонки нефти с выделением фракций керосина 120-260^oC и дизельных 160-320^oC и 230-360^oC (стриппинги К-3/1, К-3/2 и К-3/3) (патент РФ N 2039791, C 10 G, 55/08, 1995).

Керосиновую фракцию подвергают дополнительной перегонке с получением фракций НК-240^oC и остаточной. На вторичную перегонку направляют часть смеси фракций К-3/2 и К-3/3 с выделением фракции 200-320^oC.

Каталитической гидроочистке и последующей депарафинизации подвергают дизельную фракцию 200-320^oC, и депарафинизированную дизельную фракцию смешивают со смесью дизельных фракций или последней, подвергнутой дополнительной каталитической гидроочистке, керосиновой и остаточной фракцией при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Депарафинированная дизельная фракция - 10-20
Смесь дизельных фракций или последняя, подвергнутая дополнительной каталитической гидроочистке - 20-50
Керосиновая фракция - 30-50
Остаточная фракция - до 100
В данном способе получения в состав зимнего дизельного топлива вовлекается до 50% керосиновых фракций, что приводит не только к значительному снижению топлива для авиации, но и цетанового числа.

Целью данного изобретения является повышение выхода зимнего дизельного топлива не за счет использования керосиновых фракций, а путем применения топлива более утяжеленного фракционного состава и введения в него депрессорных присадок.

По предлагаемому методу нефть подвергают первичной перегонке с максимальным отбором фракций керосина 120-280^oC (стриппинг К-3/1), фракции, 98% которой перегоняется в пределах 160-300^oC (стриппинг К-3/2), фракции, 96% которой перегоняется при 260-370^oC. 10-30% последней подвергают вторичной перегонке с выделением фракций, 96% которых перегоняется при 220-330^oC и 320-370^oC.

Остаточная фракция выше 360^oC направляется на вакуумную перегонку с выделением дистиллята, 96% которого выкипает при температуре 220-370^oC.

С целью максимального отбора дизельной фракции из мазута (фракции выше 360^oC) в вакуумной колонне К-7 температура верха поддерживается не ниже 120^oC, и низа колонны в пределах 250-280^oC при остаточном давлении в колонне 600-700 мм рт.ст. Такой режим в колонне обеспечивает отбор дизельной фракции с заданными пределами выкипания до 94% от потенциального содержания ее в мазуте.

Фракции 260-370^oC (прямогонную), 320-370^oC от вторичной перегонки и 220-370^oC от вакуумной перегонки компаундируют в соотношении 30:5:5 - 45:15: 15 и подвергают гидроочистке на алюмокобальт(никель)молибденовом катализаторе при давлении 3,5 МПа, при температуре 345-380^oC, объемной скорости подачи сырья 3,0 час^-1. Гидроочищенную фракцию компаундируют с фракциями 160-330^oC и 220-330^oC в соотношении 30:30:40 - 60:20:20.

Выделение при вторичной перегонке компонента зимнего дизельного топлива, характеризующегося низким содержанием серы и хорошими низкотемпературными свойствами, а также использование его без применения процесса гидроочистки позволит увеличить выход зимнего дизельного топлива. На гидроочистку направляются только тяжелые дистиллятные фракции, что способствует более квалифицированному использованию установки гидроочистки и повышению степени обессеривания топлива. В результате предлагаемого способа отбор керосина составит более 70% от потенциального содержания его в нефти. Базовое зимнее дизельное топливо характеризуется хорошими низкотемпературными свойствами.

В базовое топливо вводят высокоэффективную депрессорную присадку, представляющую собой сополимер этилена с винилацетатом и винилпропинатом в концентрации 0,005-0,8 мас.% с мол. м. 2•10²- 17•10³ и разветвленностью, характеризующейся соотношением CH₃/100^oC - 8-25.

Предложенный способ получения зимнего дизельного топлива обеспечивает максимальное извлечение из нефти одновременно керосина и зимнего дизельного топлива. Введение присадки заданного состава позволяет снизить температуру застывания и предельной фильтруемости соответственно ниже минус 35 и минус 25^oC (требования технических условий).

В таблице 1 представлено качество фракций. В таблицах 2 и 3 - данные по компонентному составу и показателям качества зимнего дизельного топлива.

Из данных таблицы 1 следует, что дистилляты дизельного топлива практически не содержат керосиновых фракций. Вторичная перегонка тяжелой дизельной фракции позволяет выделить дополнительное количество низкозастывающего дизельного топлива, а вакуумная перегонка мазута - дизельных дистиллятов. Компаундирование их в заданных соотношениях обеспечивает получение качественного базового топлива, обладающего высокой приемистостью к депрессорной присадке.

Изменение заданных соотношений фракций приводит к ухудшению качества топлива или снижению его выхода.

При повышении в составе топлива гидроочищенного компонента происходит повышение температуры помутнения (пример 5). При снижении его содержания ниже заданных пределов возрастает в топливе содержание серы (пример 4). Изменение ниже указанных пределов содержания в топливе дистиллятов зимнего дизельного топлива приводит к ухудшению низкотемпературных характеристик, в особенности температуры помутнения.

Использование депрессорной присадки с молекулярным весом и разветвленностью молекул вне указанных пределов приводит к снижению эффективности ее действия. Применение более низких концентраций присадки (ниже 0,005%) не позволяет получить топливо с требуемыми низкотемпературными свойствами (примеры 6, 7). Повышение концентрации присадки выше 0,8% приводит к увеличению ее расхода.

Предложенный способ получения зимнего дизельного топлива позволяет увеличить выход зимнего дизельного топлива с 28,3 до 30,1% и улучшить его эксплуатационные характеристики (цетановое число).

Описывается способ получения зимнего дизельного топлива путем атмосферной перегонки нефти, компаундирования фракций и гидроочистки дистиллятов, отличающийся тем, что при атмосферной перегонке нефти выделяют фракции, 98% которой выкипает в пределах 160 - 330°С и 96% - в пределах 260 - 370°С, и остаточную фракцию выше 360°С, подвергаемую вакуумной перегонке с выделением фракции, 96% которой выкипает при 220 - 370°С; 10 - 30% фракции при 260 - 370°С подвергают вторичной перегонке с выделением фракций 220 - 330°С и 320 - 370°C, фракции 260 - 370°С, 320 - 370°С и 220 - 370°С смешивают в соотношении 30:5:5 - 45:15:15 и подвергают гидроочистке, гидроочищенную фракцию компаундируют с фракцией 160 - 330°С и с фракцией от вторичной перегонки 220 - 330°С в массовом соотношении 30:30:40 - 60:20:20 и в полученное базовое топливо вводят 0,005 - 0,8 мас.% депрессорной присадки - сополимера этилена с винилацетатом и винилпропинатом мол.м. 2•10² - 17•10³ и разветвленностью молекулы, характеризующейся соотношением СН₃ на 100 атомов С 8 - 25. Технический результат - повышение выхода зимнего дизельного топлива. 1 з.п. ф-лы. 3 табл.

1. Способ получения зимнего дизельного топлива путем атмосферной перегонки нефти, компаундирования фракций и гидроочистки дистиллятов, отличающийся тем, что при атмосферной перегонке нефти выделяют фракции, 98% которой выкипает в пределах 160 - 330^oС и 96% - в пределах 260 - 370^oС, и остаточную фракцию выше 360^oС, подвергаемую вакуумной перегонке с выделением фракции, 96% которой выкипает при температуре 220 - 370^oС; 10 - 30% фракции 260 - 370^oС подвергают вторичной перегонке с выделением фракции 220 - 330^oС и 320 - 370^oС, фракции 260 - 370^oС, 320 - 370^oС и 220 - 370^oС смешивают в соотношении 30 : 5 : 5 - 45 : 15 : 15 и подвергают гидроочистке, гидроочищенную фракцию компаундируют с фракцией 160 - 330^oС и с фракцией от вторичной перегонки 220 - 330^oС в массовом соотношении 30 : 30 : 40 - 60 : 20 : 20 и в полученное базовое топливо вводят 0,005 - 0,8 мас.% депрессорной присадки - сополимера этилена с винилацетатом и винилпропинатом мол.м. 2 • 10² - 17 • 10³ и разветвленностью молекулы, характеризующейся соотношением CH₃ на 100 атомов С 8 - 25. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что депрессорную присадку вводят в базовое топливо в виде раствора в дизельном топливе или в ароматических углеводородах с концентрацией 1,0 - 80 мас.%.